基于蒸汽耗電量進(jìn)行自動(dòng)化控制的鍋爐系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鍋爐領(lǐng)域，屬于F22領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]蒸汽鍋爐運(yùn)行過程中，蒸汽價(jià)格是非常重要的一個(gè)指標(biāo)，是衡量鍋爐是否高效運(yùn)行的一個(gè)重要指標(biāo)，。但是目前并沒有對(duì)這一指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)控加以運(yùn)用，因此提出新的指標(biāo)即產(chǎn)生一噸蒸汽消耗的電能，并通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)鍋爐蒸汽耗電量，對(duì)其進(jìn)行分析處理，判斷鍋爐運(yùn)行狀態(tài)，并指導(dǎo)鍋爐自動(dòng)控制策略，對(duì)于提高鍋爐運(yùn)行效率，節(jié)約能源具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)每臺(tái)鍋爐的噸汽耗電量參數(shù)，實(shí)時(shí)診斷鍋爐的運(yùn)行狀態(tài)，使鍋爐始終保持高效運(yùn)行，避免鍋爐效率底下造成的能源浪費(fèi)。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0005]一種鍋爐熱力系統(tǒng)，包括中央監(jiān)控診斷系統(tǒng)和并聯(lián)的多個(gè)鍋爐，所述每一個(gè)鍋爐分別與中央監(jiān)控診斷系統(tǒng)數(shù)據(jù)連接，所述中央監(jiān)控診斷系統(tǒng)與每臺(tái)鍋爐的用電信息進(jìn)行數(shù)據(jù)連接，以便及時(shí)得到每臺(tái)鍋爐的輔機(jī)的用電量，中央監(jiān)控診斷系統(tǒng)根據(jù)得到的每臺(tái)鍋爐輸出的蒸汽質(zhì)量以及用電量，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)每臺(tái)鍋爐的噸汽耗電量參數(shù)，所述鍋爐噸汽耗電量為鍋爐某一段時(shí)間產(chǎn)生的蒸汽總量除以鍋爐此段時(shí)間內(nèi)所有輔機(jī)耗電量的總和，得到噸汽耗電量的指標(biāo)。
[0006]優(yōu)選，中央監(jiān)控診斷系統(tǒng)通過分析對(duì)標(biāo)每臺(tái)鍋爐的噸汽耗電量指標(biāo)，分析判斷出熱效率較高的鍋爐，增大其運(yùn)行負(fù)荷；而對(duì)于熱效率相對(duì)較低的鍋爐，減少其運(yùn)行負(fù)荷；如果鍋爐熱效率低于下限值，則發(fā)出報(bào)警提示。
[0007]優(yōu)選，所述系統(tǒng)包括汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、汽水換熱器，鍋爐產(chǎn)生的蒸汽通過汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電，同時(shí)，發(fā)電后的乏汽進(jìn)入汽水換熱器，與汽水換熱器中的冷源進(jìn)行換熱，乏汽冷凝后的水通過循環(huán)泵循環(huán)回鍋爐。
[0008]優(yōu)選，所述汽水換熱器是板式換熱器。
[0009]作為優(yōu)選，所述板式換熱器中參與換熱的換熱流體的流量不同，所述板式換熱器中包括換熱板片，在流量小的換熱板片中設(shè)置至少一個(gè)分流部件，所述分流部件將流經(jīng)換熱板片的換熱流體的流動(dòng)路徑分成至少兩個(gè)分流流道，分流部件設(shè)置開口，使得所述的換熱板片中的分程流道為串聯(lián)結(jié)構(gòu)，從而使流量小的換熱流體在換熱板片上形成S形流道。
[0010]作為優(yōu)選，換熱板片設(shè)置波紋，波紋的高度不同；同一板片上，沿著流體的流動(dòng)路徑，同一個(gè)分流通道內(nèi)的波紋高度逐漸升高。
[0011]作為優(yōu)選，分流部件的開口長(zhǎng)度LI，分流部件的長(zhǎng)度為L(zhǎng)2，分流流道寬度W，則滿足如下關(guān)系式:
[0012]Ll/L = a — b * Ln (L1/W) — c * (L1/W)；
[0013]其中L = L1+L2 ;
[0014]400 < L < 800mm, 80 < LI < 140mm, 130 < W < 150mm ;Ln 是對(duì)數(shù)函數(shù)
[0015]0.17 < Ll/L < 0.22,0.5 < Ll/ff < 1.1
[0016]0.18 < a < 0.21,0.014 < b < 0.016,0.0035 < c < 0.004。
[0017]作為優(yōu)選，沿著流體流動(dòng)的方向，同一板片上不同的分流流道的寬度W不斷的減少。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明的板式換熱器及其熱力系統(tǒng)具有如下的優(yōu)點(diǎn):
[0019]I)通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并列運(yùn)行鍋爐的噸汽耗燃料量和/或噸汽耗電量的參數(shù)，對(duì)并列運(yùn)行的鍋爐實(shí)現(xiàn)對(duì)標(biāo)分析，始終使效率最高的鍋爐處于最大負(fù)荷狀態(tài)，效率低的鍋爐及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并盡快解決，始終使運(yùn)行的鍋爐保持高效。。
[0020]2)通過實(shí)時(shí)監(jiān)控每臺(tái)鍋爐的補(bǔ)水量與產(chǎn)生蒸汽量，得到補(bǔ)水量和產(chǎn)生蒸汽量的動(dòng)態(tài)關(guān)系，判斷鍋爐排污系統(tǒng)是否工作正常，防止由于鍋爐排污系統(tǒng)故障造成的大量的熱能浪費(fèi)。
[0021]3)將企業(yè)所有鍋爐的燃燒系統(tǒng)DCS和發(fā)電系統(tǒng)DCS整合到一個(gè)集中監(jiān)控自動(dòng)化監(jiān)控平臺(tái)，這個(gè)平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)所有鍋爐各種重要參數(shù)的自動(dòng)化在線監(jiān)測(cè)，并對(duì)其進(jìn)行在線診斷分析，解決現(xiàn)有鍋爐運(yùn)行存在的自動(dòng)化孤島問題，并實(shí)現(xiàn)鍋爐節(jié)能優(yōu)化運(yùn)行。
[0022]4)本發(fā)明僅用同一種板片改變密封結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)冷、熱側(cè)流體流通截面積不相等的需求，而且這些板片組裝而成的板式換熱器采用單側(cè)接管的組裝形式，可以節(jié)省很大的安裝和維修費(fèi)用。
[0023]5)本發(fā)明通過多次試驗(yàn)，得到一個(gè)最優(yōu)的換熱板片優(yōu)化結(jié)果，并且通過試驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證，從而證明了結(jié)果的準(zhǔn)確性。
[0024]6)開發(fā)了鍋爐運(yùn)行與汽輪機(jī)發(fā)電的實(shí)時(shí)在線分析診斷系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)鍋爐節(jié)能運(yùn)行，節(jié)約能源。
【附圖說明】
[0025]圖1是本發(fā)明鍋爐熱力系統(tǒng)示意圖；
[0026]圖2是本發(fā)明鍋爐燃燒系統(tǒng)控制示意圖；
[0027]圖3是發(fā)電系統(tǒng)自動(dòng)化控制示意圖；
[0028]圖4是本發(fā)明板式換熱器密封槽示意圖；
[0029]圖5是本發(fā)明密封墊片橫截面示意圖；
[0030]圖6是一個(gè)流道并聯(lián)的板式換熱器示意圖；
[0031]圖7是流道串聯(lián)的板式換熱器的示意圖；
[0032]圖8是本發(fā)明板式換熱器分程板片結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0033]圖9是本發(fā)明板式換熱器分程墊片的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖10是本發(fā)明的板式換熱器流量大的流體的板片結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖11是本發(fā)明板式換熱器分程板片的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖12是圖8的板式換熱器分程板片的尺寸示意圖；
[0037]圖13是本發(fā)明排污系統(tǒng)自動(dòng)控制的示意圖。
[0038]附圖標(biāo)記如下:
[0039]I第一流體進(jìn)口，2第一流體出口，3第二流體進(jìn)口，4第二流體出口，5端板，6端板，7分流流道，8分流密封槽，9分流密封墊，10換熱板片，11分流流道，12分流流道，13密封墊片，14鍋爐，15汽輪機(jī)，16發(fā)電機(jī)，17補(bǔ)水泵，18循環(huán)水泵，19汽水換熱器，20中央監(jiān)控診斷系統(tǒng)，21 C0/C02含量設(shè)定和采集儀，22 CO/CO 2含量測(cè)量?jī)x，23風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)閥，24風(fēng)機(jī)，25燃料流量控制調(diào)節(jié)裝置，26燃料噴槍，27排煙煙道，28密封凹槽，29凸起，30凸起，31開口； 32汽包，33余熱換熱器，34流量計(jì)，35壓力計(jì)，36溫度計(jì)，37水質(zhì)分析儀，38閥門調(diào)節(jié)裝置，39排污閥，40閥門，41閥門調(diào)節(jié)裝置，42流量計(jì)
【具體實(shí)施方式】
[0040]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做詳細(xì)的說明。
[0041]本文中，如果沒有特殊說明，涉及公式的，“/”表示除法，“ X ”、“ * ”表示乘法。
[0042]一種鍋爐熱力系統(tǒng)，所述鍋爐熱力系統(tǒng)包括多臺(tái)鍋爐14，用于產(chǎn)生蒸汽，所述多臺(tái)鍋爐14分別與中央監(jiān)控診斷系統(tǒng)20進(jìn)行數(shù)據(jù)連接，以便對(duì)鍋爐的運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)控。
[0043]通過將所有鍋爐的運(yùn)行監(jiān)控自動(dòng)化系統(tǒng)整合到一個(gè)集中監(jiān)控自動(dòng)化監(jiān)控平臺(tái)，SP中央監(jiān)控診斷系統(tǒng)20，這個(gè)平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)所有鍋爐的各種參數(shù)的自動(dòng)化在線監(jiān)控，解決現(xiàn)有鍋爐運(yùn)行存在的自動(dòng)化孤島問題。
[0044]進(jìn)一步的，如圖1所示，所述鍋爐熱力系統(tǒng)包括鍋爐14，汽輪機(jī)15、發(fā)電機(jī)16、汽水換熱器19，鍋爐14產(chǎn)生的蒸汽通過汽輪機(jī)15，然后通過發(fā)電機(jī)16進(jìn)行發(fā)電，同時(shí)，發(fā)電后的乏汽進(jìn)入汽水換熱器19，與汽水換熱器19中的來冷源進(jìn)行換熱，乏汽冷凝后的水通過循環(huán)泵18循環(huán)回鍋爐14。
[0045]作為優(yōu)選，所述鍋爐14具有多個(gè)，相應(yīng)的，多數(shù)的循環(huán)泵18也具有多個(gè)。
[0046]作為優(yōu)選，所述汽水換熱器19具有多個(gè)，所述汽水換熱器19為多個(gè)串聯(lián)或者并聯(lián)結(jié)構(gòu)。
[0047]所述中央監(jiān)控診斷系統(tǒng)20與鍋爐14和汽輪機(jī)15進(jìn)行數(shù)據(jù)連接，以便對(duì)鍋爐和汽輪機(jī)的運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)控。
[0048]圖1只是展示了一個(gè)鍋爐14與中央監(jiān)控診斷系統(tǒng)20相連，實(shí)際上，所有的鍋爐14都與中央監(jiān)控診斷系統(tǒng)20相連，因?yàn)榫?jiǎn)原因，所以在圖中都沒有示出。
[0049]將所有鍋爐的運(yùn)行監(jiān)控自動(dòng)化系統(tǒng)和發(fā)電自動(dòng)化系統(tǒng)整合到一個(gè)集中監(jiān)控自動(dòng)化監(jiān)控平臺(tái)，即中央監(jiān)控診斷系統(tǒng)20，這個(gè)平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)所有鍋爐和汽輪機(jī)的各種參數(shù)的自動(dòng)化在線監(jiān)控，解決現(xiàn)有鍋爐發(fā)電運(yùn)行存在的自動(dòng)化孤島問題。
[0050]當(dāng)然，所述鍋爐熱力系統(tǒng)還包括補(bǔ)水系統(tǒng)，附圖1中沒有示出。
[0051]作為優(yōu)選，如圖2所示，所述鍋爐14監(jiān)控自動(dòng)化系統(tǒng)包括鍋爐燃燒監(jiān)控自動(dòng)化系統(tǒng)，主要包括C0/C02含量設(shè)定和采集儀21、C0/C0 2含量測(cè)量?jī)x22、風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)閥23、風(fēng)機(jī)24、燃料流量控制調(diào)節(jié)裝置25、燃料噴槍26。所述燃料噴槍26 —端連接鍋爐，往鍋爐爐膛添加燃料，另一端連接燃料流量控制調(diào)節(jié)裝置25，所述控制調(diào)節(jié)裝置25與中央監(jiān)控診斷系統(tǒng)20數(shù)據(jù)連接。所述風(fēng)機(jī)24—端與鍋爐連接，負(fù)責(zé)向爐膛送風(fēng)助燃，一端與風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)閥23連接，所述風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)進(jìn)入風(fēng)機(jī)的風(fēng)量，所述風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)閥23與中央監(jiān)控診斷系統(tǒng)20進(jìn)行數(shù)據(jù)連接。所述C0/C02含量測(cè)量?jī)x22設(shè)置在鍋爐14的排煙煙道27中，用于測(cè)量煙氣中的CO和0)2的含量，所述C0/C0 2含量設(shè)定和采集儀21 —端連接C0/C0 2含量測(cè)量?jī)x22，另一端與中央監(jiān)控診斷系統(tǒng)20進(jìn)行數(shù)據(jù)連接。所述C0/